高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載和地震作

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1、第3章荷載和地震作用及結(jié)構(gòu)設(shè)計要求金仁和高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和計算標題本章主要內(nèi)容：主要內(nèi)容3.1豎向荷載（簡介）3.2風荷載（重點）3.3地震作用（工程結(jié)構(gòu)抗震課介紹此部分內(nèi)容）3.1豎向荷載第3章高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載和地震作用與多層建筑結(jié)構(gòu)有所不同，高層建筑結(jié)構(gòu)——1）豎向荷載效應遠大于多層建筑結(jié)構(gòu)；2）水平荷載的影響顯著增加，成為其設(shè)計的主要因素；3）對高層建筑結(jié)構(gòu)尚應考慮豎向地震的作用。高層建筑結(jié)構(gòu)主要承受豎向荷載和水平荷載。1）豎向荷載2）水平荷載恒荷載活荷載風荷載地震作用3.1豎向荷載3.1恒荷載恒荷載是指各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重和找平層、保溫層、防水層、裝修材料層、隔墻、幕墻及其附件、

2、固定設(shè)備及其管道等重量，其標準值可按構(gòu)件及其裝修的設(shè)計尺寸和材料單位體積或面積的自重計算確定。材料容重可從《荷載規(guī)范》查取；固定設(shè)備由相關(guān)專業(yè)提供。3.1豎向荷載3.2活荷載1、樓面活載1）高層建筑樓面均布活荷載的標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)，可按《荷載規(guī)范》的規(guī)定取用。2）在荷載匯集及內(nèi)力計算中，應按未經(jīng)折減的活荷載標準值進行計算，樓面活荷載的折減可在構(gòu)件內(nèi)力組合時取用。2、屋面活載1）屋面均布活荷載的標準值及其組合值、頻遇值和準永久值系數(shù)，可按《荷載規(guī)范》的規(guī)定取用。2）有些情況下，應考慮屋面直升機平臺的活荷載。3.1豎向荷載3、屋面雪荷載（1）屋面水平投影面上的雪荷載標

3、準值：S0為基本雪壓，系以當?shù)匾话憧諘缙教沟孛嫔辖y(tǒng)計所得50年一遇最大積雪的自重確定。按《荷載規(guī)范》取用；μr為屋面積雪分布系數(shù)，可按《荷載規(guī)范》取用。（2）雪荷載的組合值系數(shù)可取0.7；頻遇值系數(shù)可取0.6；準永久值系數(shù)按雪荷載分區(qū)Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ的不同，分別取0.5、0.2和0。（3）雪荷載不應與屋面均布活荷載同時組合。4、施工活荷載施工活荷載一般取1.0~1.5kN/m2。對高層建筑結(jié)構(gòu)，計算活荷載產(chǎn)生的內(nèi)力時，可不考慮活荷載的最不利布置。為簡化計算，可按活荷載滿布進行計算，然后將這樣求得的梁跨中截面和支座截面彎矩乘以1.1~1.3的放大系數(shù)。3.2風荷載3.2風荷載空氣從氣壓大的地方

4、向氣壓小的地方流動就形成了風，與建筑物有關(guān)的是靠近地面的流動風，簡稱為近地風。當風遇到建筑物時在其表面上所產(chǎn)生的壓力或吸力即為建筑物的風荷載。對于高層建筑，一方面風使建筑物受到一個基本上比較穩(wěn)定的風壓，另一方面風又使建筑物產(chǎn)生風力振動。（靜力＋動力）3.2風荷載3.2.1風荷載標準值1、基本風壓我國《荷載規(guī)范》規(guī)定，基本風壓系以當?shù)乇容^空曠平坦地面上離地10m高，統(tǒng)計所得的50年一遇10分鐘平均最大風速v0（m/s）為標準，按風速確定的風壓值，但不得小于0.3kN/m2。特別重要的高層建筑，取100年。3.2風荷載風壓沿高度的變化規(guī)律一般用指數(shù)函數(shù)表示，即2、風壓高度變化系數(shù)風速大小與

5、高度有關(guān)，一般近地面處的風速較小，愈向上風速逐步加大。當達到一定高度時（300~500m），風速不受地表影響，達到所謂梯度風。而且風速的變化還與地面粗糙程度有關(guān)。——分別為標準高度（例如10m）及該處的平均風速；——地面粗糙度系數(shù)；地表粗糙程度愈大，值則愈大；由于《規(guī)范》只給出了10m高度處的風壓，則其他高度處的風壓可由此求得。風壓高度變化系數(shù)：為某類地表上空高度處的風壓與基本風壓的比值，該系數(shù)取決于地面粗糙程度指數(shù)?，F(xiàn)行規(guī)范將地面粗糙程度分為四類：A類——指近海海面、海島、海岸、湖岸及沙漠地區(qū)；B類——指田野、鄉(xiāng)村、叢林、丘陵以及房屋比較稀疏的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和城市郊區(qū)；C類——指有密集建筑群的

6、城市市區(qū)；D類——指密集建筑群且房屋較高的城市市區(qū)。3.2風荷載3、風荷載體型系數(shù)1）風壓分布系數(shù)——風壓與體型的關(guān)系2）定義：風荷載體型系數(shù)是指風作用在建筑物表面所引起的壓力(吸力)與原始風速算得的理論風壓的比值。3）特點：風荷載體型系數(shù)一般都是通過實測或風洞模擬試驗的方法確定，它表示建筑物表面在穩(wěn)定風壓作用下的靜態(tài)壓力分布規(guī)律，主要與建筑物的體型與尺度有關(guān)。迎風面的風壓力在建筑物的中間偏上為最大，兩邊及底下最小；側(cè)風面一般近側(cè)大，遠側(cè)小，分布也極不均勻；背風面一般兩邊略大，中間小。3.2風荷載3）計算：在計算風荷載對建筑物的整體作用時，只需按各個表面的平均風壓計算，即采用各個表面的

7、平均風荷載體型系數(shù)計算。4）風荷載體型系數(shù)的確定：根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗和風洞試驗（１）單體風壓體型系數(shù)例:+0.8-0.6-0.6－(0.48+0.03H/L)0.8+1.2/n1/2當表面粗糙時取μs=0.8（2）群體風壓體型系數(shù)對建筑群，尤其是高層建筑群，當房屋相互間距較近時，由于漩渦的相互干擾，房屋某些部位的局部風壓會顯著增大?！陡邔右?guī)程》規(guī)定，當多棟或群集的高層建筑相互間距較近時，宜考慮風力相互干擾的群體效應。一般可將單體建筑的體型系數(shù)乘以相互